银杉蓄电池状态监测技术研究浅析

摘要：据统计，变电站直流体系蓄电池形成的停电事端约为每五年至少一次。传统监测多是在蓄电池功用已经严峻下降后，才干发现问题，这对变电站的安全运转构成威胁。面对蓄电池保护本钱高、作业量大和作用不抱负等问题，研究在线监测技能势在必行。文章首先介绍了蓄电池作业状况中的问题，点评了国内外现有的关于蓄电池状况监测技能，最终对全文进行了总结。

关键词：蓄电池状况监测；VRLA；二次电压法；沟通信号注入法

0引言

为了给变电站中的直流用电负荷供电，变电站都架设有由蓄电池作为电源的直流体系。直流体系中的用电负荷关于变电站极为重要，一起它们对供电的牢靠性要求很高。直流体系的牢靠性是保证变电站安全运转的决定性条件之一，而直流体系中的蓄电池作为主要的后备电源在直流体系中有着重要作用。

现在，变电站用蓄电池大都使用的是“免保护电池”[即阀控密封铅酸蓄电池（VRLA）]，其实“免保护”的概念只是指蓄电池使用过程中无需加水、加酸、换液等保护操作，而变电站对蓄电池状况的检测也仅仅是丈量蓄电池组的浮充电压、电流和环境温度等，无法准确丈量出蓄电池的真实容量，猜测蓄电池的寿命，而且当蓄电池长时间使用后，会呈现容量、放电功用下降等问题，而传统的放电保护操作无法真实到达保护蓄电池的意图，这就使得阀控密封铅酸蓄电池组的运转存在着很多安全隐患，严峻影响到直流体系的安全运转。针对种种隐患和弊端，蓄电池直流体系需求一套智能在线监测蓄电池状况的装置，在不影响直流体系正常作业的条件下，使蓄电池的实时状况得到更加准确的反映。

1完成蓄电池状况监测的要求

相比于传统的人工蓄电池监测办法，长途监测节约了保护人员的作业本钱，降低了人身伤害事端产生的几率；经过对蓄电池基本状况量的实时监测，能够在预设的点评体系下关于蓄电池的保护时机给出合适建议，监测手法先进、便捷；能在发现功用严峻下降的蓄电池后，及时地提醒保护人员对蓄电池进行保护，有效的进步蓄电池的功用，进步了供电体系的安全性和牢靠性。

2蓄电池状况监测技能

阀控式铅酸蓄电池于20世纪70年代诞生，近年来阀控式铅酸蓄电池得到了广泛的使用和认可。现在，阀控铅酸蓄电池因其免保护的特点成为变电站直流体系主要采用的蓄电池，由于阀控式铅酸蓄电池独特的密封式结构设计，传统的运用于开口式蓄电池功用检测的办法并不适于阀控式铅酸蓄电池。所以，现在多数变电站采纳人工办法对蓄电池的状况进行检测，其中有蓄电池办理保护人员手持蓄电池检测仪定时检测蓄电池功用，也有保护人员定时对蓄电池进行核对性放电试验，经过记载分析放电数据来检测并康复蓄电池的功用。变电站内蓄电池现阶段的干流检测办法是经过检测蓄电池的内阻和容量来反映蓄电池的功用，干流的保护办法是定时对蓄电池进行核对性放电操作，但该办法关于大部分极板已呈现硫酸化的蓄电池作用非常有限，往往只能任其发展，并在功用下降严峻时进行替换。为了保证变电站内蓄电池在电力体系故障后能够牢靠有效地给二次设备供能，逐渐完成变电站的智能化，国内外研究人员也研发出许多办法来监测和办理保护蓄电池。

在国外，美国的蓄电池监测体系技能发展于电力使用工业。该国GNB公司曾经用接近500个电池进行了测验试验，所用电池的容量从200到1000安时不等，电池或电池组的电压从18到360V不等。测验试验的结果表明，蓄电池内阻与其剩下容量的相关系数基本上能够到达88%，相关性是比较显着的。所以经过丈量蓄电池内阻的办法在必定程度上能够比较准确地猜测蓄电池的剩下电量。实际上，蓄电池充满电时容量为满状况，放电到规定停止电压时，这两种状况蓄电池内阻相差将近2~4倍。假如不断给蓄电池充电，蓄电池内阻就不断减小；反之，蓄电池不断放电，其内阻就不断增大。

美国的ALBER公司曾研究VMS（VRLABatteryManagementSystem）阀控密封铅酸蓄电池办理体系。这个办理体系不仅仅是简略的监测蓄电池，并且具有办理和操控蓄电池的功用。此体系的设计意图是改变蓄电池“恒压充电”的办法。因为恒压充电的办法不能满足不同蓄电池所需的不同充电电流。体系监测的内容包含：单电池电压、电池内部温度、放电电流及放电过程中丈量电池组总电压，电池内阻。VMS中包含了BMS。它是在监测的基础上对蓄电池进行分析，并进行办理和操控。这样更有利于对蓄电池的保护，延伸蓄电池使用寿命。

在国内，市场上很多蓄电池在线监测产品使用于供电体系、电信体系范畴的占绝大部分。出产的厂家和产品多样，如上海顺盟出产的SMITB915、杭州华塑加达网络科技的HBA-1001、西安柯蓝公司的CR-AC24/05。而在广东省东莞地区，东莞供电局变电二部别离先后在四个变电站安装了蓄电池在线监测体系：2008年11月，110kV凌屋变电站安装了深圳普禄科智能检测设备有限公司出产的蓄电池在线监测体系，体系型号为PITE3920；2009年12月，110kV路东变电站安装了深圳普禄科智能检测设备有限公司出产的蓄电池在线监测体系，体系型号为PITE3920；2010年1月，220kV陈屋变电站安装了珠海泰坦科技股份有限公司出产的蓄电池在线监测体系，体系型号为TEP-B-D；2010年1月，220kV板桥变电站安装了广州市仟顺电子设备有限公司出产的蓄电池在线监测体系，体系型号为QDX-01。南电子木新能源技能有限公司出产的BM6500系列产品是在国家863项目715-004-0080电池测验课题的基础上开发的具有国际先进水平的新型蓄电池在线监测办理体系，产品交融了多项在电池测验范畴的研究成果，将先进电源变换技能、核算机技能、精细丈量技能和VRLA电池特性紧密结合，完成了对单电池电压和单电池内阻的精细检测和综合分析，突破性解决了蓄电池失效和容量衰减在线监测的难题。关于蓄电池监测的技能，主要有以下2种办法：

2.1二次电压法

二次电压法（瞬时放电法）便是经过对电池进行瞬间大电流（一般为几十到上百安培）放电，丈量电池上的瞬间电压降，经过欧姆定律核算出电池内阻。此办法在实践中得到了广泛使用。具体试验办法如图1所示：开关合上，延迟7～10s后，电流到达稳定状况，记载电流值I，电压值U1，断开开关K后记载瞬间康复的电压值U2，一起用示波器记载全过程蓄电池两头电压动摇情况，并可依据公式Rinternal=U2-U1/I来核算内阻。

图1瞬时放电法测验电路

二次电压法对单体检测准确，可是在有开路单体电池时，或许整组中有某个单体功用较差时试验比照发现会对串联在该单体邻近的几个单体形成严峻检测误差。

2.2沟通注入法

经过注入一个稳定的沟通信号源，蓄电池，丈量出VRLA蓄电池两头呼应的电压信号以及两者之间的相位差，再用阻抗公式：以及，即可核算出VRLA蓄电池的阻抗值。但由于在测验过程中假如呈现测验元件误差以及波形不规则等现象，会严峻影响到丈量的电阻值的大小。所以在后期需求加上准确的误差校正算法进行修正。

3结束语

蓄电池的状况监测技能手法，现在市面上遍及采用的总共有2大类，可是相比之下关于沟通注入法，不需求经过核放电，在必定程度上还是优于二次电压法。可是关于沟通注入法也有其精度问题的存在。所以都需求后期继续进行改进。